A low-frequency, high-amplitude, torsional oscillator for turbulence studies in quantum fluids
我们描述了一种新型的扭转振荡器，适用于研究的量子流体的频率为$\sim$ $100$赫兹，但能够达到高达几厘米的速度$^{-1}$。这要求振荡器幅度超过$100$ $μm$，这对于传统的电容器驱动器件来说太大了。我们描述了新的几何振荡器，讨论其设计，并报告我们的初步测试其性能。
2022-01-21 cond-mat.other
Simultaneous Measurements of the Torsional Oscillator Anomaly and Thermal Conductivity in Solid 4He
在这些扭转振荡器实验中，通过测量它们的热导率来表征固体$^4$ He的样品。用阻塞毛细管法在环形容器中生长了高同位素纯度或天然浓度$^3$ He的多晶氦样品，并在退火前后进行了研究。没有相关性已被发现之间的幅度的扭转振荡器的频率和晶体缺陷的量测量的热导率的低温移位。在天然$^3$ He浓度的样品中，在低于120 mK时观察到比通常的$T^3$依赖性大得多的热导率。
2011-07-09 cond-mat.other
Torsional oscillator and synchrotron x-ray experiments on solid 4He in aerogel
X射线衍射实验表明，气凝胶中生长的固体4 He是高度多晶的，具有hcp晶体结构（如在块体中）和约100 nm的微晶尺寸。与高度无序的固体将具有大的超固体分数的预期相反，扭转振荡器测量显示出与从超流相生长的高纯度晶体惊人相似的行为。低温超固相分数仅为~ 3 × 10 ~（-4），起始温度为~ 100 mK。
2008-08-21 cond-mat.other
Non-linear Elastic Response in Solid Helium: critical velocity or strain
扭振实验表明固体4He中存在质量解耦现象。这种退耦是振幅依赖的，表明超固体存在临界速度。我们在弹性剪切模量中观察到类似的行为。通过在宽频率范围内测量剪切模量，我们可以区分依赖于速度的振幅依赖性和依赖于位移等其他参数的振幅依赖性。与扭转振子行为相反，模量取决于应力的大小，而不是速度。我们解释我们的结果中的运动的位错是弱钉扎的3He杂质，但大的应力时，脱离。
2010-01-29 cond-mat.other
On the origin of the decrease in the torsional oscillator period of solid He4
在扭转振荡器测量中观察到的旋转周期的减少最近被认为是氦的超固态的可能指示。我们重新审视这一解释，并注意到，在旋转周期的减少也是一致的一个小的液态成分固化成一个低温玻璃。这种固化可以通过拓扑缺陷（例如，晶界或位错），我们在早期的工作中检查过。低温玻璃不仅可以解释随着温度降低旋转周期的单调减少，而且还可以解释在转变点附近发生的耗散峰值。与依赖于超固体分数的非经典转动惯量方案不同，转动周期对外部参数的依赖性，例如，振荡器速度提供了振荡器实验的另一种解释。未来的实验可能会探索这种效应。
2007-06-13 cond-mat.other
No Effect of Steady Rotation on Solid $^4$He in a Torsional Oscillator
我们已经测量了一个扭转振荡器包含多晶六方晶系固体$^{4}$他施加稳定的旋转，试图验证其他几个群体的观察，最初被解释为宏观量子效应的证据。电池的几何形状是简单的环形，在扭杆的中心具有相对窄直径的填充线。将旋转角速度改变到2，rad，s $^{-1}$，表明振荡器的谐振频率或耗散没有阶梯状特征，也没有历史依赖性，即使我们达到了检测在其他旋转低温恒温器上的早期实验中看到的各种效应所需的灵敏度。旋转过程中的所有小变化都与空细胞发生的变化一致。因此，我们没有观察到稳定旋转对固体$^4$ He样品的影响。
2015-12-01 cond-mat.other
Simultaneous Measurement of Torsional Oscillator and NMR of Very Dilute 3He in Solid 4He
通过对超固体~ 4 He的核磁共振谱和扭振子响应的同时测量，研究了扭振子中~ 3 He杂质在固体~ 4 He中的核磁共振性质。通过对含有100至几百ppm 3 He的样品的测量，我们发现了3 He的三种不同状态。第一种是在4 He固体基质中均匀分布的孤立的3 He原子。第二种是在均匀的4 He基质中的3 He团簇，其出现在低于固体混合物的相分离温度。第三种是在4 He晶体的某些不均匀部分中的3 He团簇。我们发现，3 He原子中包含的第三个组件仍然在附近的位置，甚至高于相分离温度。基于这一事实，即使是ppm的3 He影响超固体响应在TO低于和高于相分离温度，我们建议，晶体的非均匀部分，持有第三种类型的3 He，从而具有较高的局部浓度的3 He在超固体现象中起着重要的作用。
2010-06-05 cond-mat.other
Frequency-dependent Study of Solid Helium-4 Contained in a Rigid Double-torus Torsional Oscillator
刚性双环面扭转振子（TO）的构造，以减少任何固有的复杂TO结构的弹性效应，允许明确探测一个真正的超固体签名。我们研究了含固体4 He和0.6 ppb 3 He和300 ppb 3 He的刚性双环TO的频率和温度依赖性响应。我们没有找到证据来支持频率无关的贡献提出的超固体氦的属性。来自与TO耦合的固体氦的简单弹性效应的频率相关贡献本质上是整个响应的原因。周期下降的幅度与${f}^{2}$成线性比例，表明在该TO中观察到的响应主要是由“软”固态氦对环面壁的过冲引起的。刚性TO的耗散与非刚性TO的耗散相比被极大地抑制。
2017-01-26 cond-mat.other
Interplay of Rotational, Relaxational, and Shear Dynamics in Solid 4He
使用高灵敏度的扭转振子技术，我们映射的旋转和弛豫动力学的固体氦-4在整个参数范围内提出的超固体。我们发现的证据表明，相同的微观激励控制的扭转振子运动产生独立的热和机械刺激。此外，这些激发的弛豫时间的措施发散顺利没有任何指示的临界温度或临界速度的超固体转变。最后，我们证明了TO响应的组合温度-速度依赖性与固体剪切模量的组合温度-应变依赖性是不可区分的。这意味着，固体氦-4的旋转响应归因于超固体与产生相同的微观激发所产生的直接剪切应变。
2011-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Frequency Dependence of the Supersolid Signature in Polycrystalline 4He
我们报告的研究，使用两个模式的扭转振荡器，推定的超固体签名多晶4 He。在两个频率下的测量使我们能够消除对签名的粘弹性贡献，以及由样品的温度依赖性剪切模量引起的其他仪器效应。通过其有效转动惯量编码的样品的复杂响应函数显示出意外且无法解释的频率依赖性。这不能用样品内的玻璃态动力学来解释。这些结果并不排除大块固体4 He存在超固态的可能性。?
2014-09-21 cond-mat.other
Upper limit of supersoldity in solid helium
在低温下，在含有固态氦的扭转振子中观察到的共振周期下降被解释为超固体的特征。然而，有人发现，剪切模量的增加，发现在固体氦在相同的低温下也可以减少扭转振荡器的谐振周期。我们报告的研究结果，在两个不同的扭转振荡器，专门设计，以尽量减少剪切模量的影响，并最大限度地提高任何可能的超固体响应。我们能够对$4\times10^{-6}$的非经典转动惯量或超固体分数设定上限。此外，我们对hcp $^3$ He固体重复了一个早期的实验，它显示出与hcp $^4$ He相似的低温硬化。我们发现，在hcp $^3$ He样品中测得的谐振周期的小下降在大小上与在hcp $^4$ He样品中发现的相当。这些结果强烈表明，在过去十年中，大多数扭转振子研究中报告的共振周期下降主要是剪切模量硬化效应的结果。
2014-07-08 cond-mat.other
Low frequency elastic measurements on solid $^{4}$He in Vycor using a torsional oscillator
扭转振荡器实验涉及固体$^{4}$他限制在纳米级孔的Vycor玻璃显示出异常的频率变化在温度低于200 mK。这些现象最初被归因于氦的质量与振荡器的解耦，这是超固体的预期特征。然而，这些和类似的异常效应与散装$^{4}$他现在似乎是伪像时，移动位错被钉扎的$^{3}$他杂质产生的大的剪切模量的变化。我们已经使用了扭转振荡器（TO）的技术，直接测量的固体$^{4}$他/Vycor系统的剪切模量在频率（1.2 kHz）在以前的TO实验中使用的。随着TO从1 K冷却到20 mK，剪切模量逐渐增加。我们属性的逐步模量变化的冻结热激活弛豫过程中的固体氦。预计在200 mK以下不会发生快速变化，因为像Vycor那样小的孔隙中不可能存在移动位错。我们的研究结果支持最近的扭转振荡器实验的解释，该实验表明，当通过确保Vycor样品周围没有间隙来消除散装氦中的弹性效应时，没有异常。
2014-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Evidence for a High-Temperature Disorder-Induced Mobility in Solid $^4$He
我们在1.3 - 1.9K温度范围内对固体$^4$ He进行了扭振子实验。我们发现的现象类似于在0.2K以下的温度下观察到的现象，目前正在讨论它们在超固体方面的解释。这些现象包括从振荡器的固体氦质量的部分解耦，耗散的变化，以及解耦质量的速度依赖性。这些都在固态$^4$ He的bcc相和hcp相中观察到。这种行为的发生与晶体无序的产生是巧合的，但并不强烈依赖于晶体的对称性或温度。
2010-07-20 cond-mat.other
Simultaneous investigation of shear modulus and torsional resonance of solid 4He
我们调查的共振周期下降的扭转振荡器（TO）包含固体${}^{4}$ He通过检查其关系的弹性模量的变化的起源。为了直接理解这种关系，我们测量这两种现象同时使用一对同心压电换能器插入其环的TO。虽然温度，${}^{3}$ He浓度，和频率依赖性基本上是相同的，一个显着的差异，在驱动幅度依赖性观察。我们发现，这种差异源于多晶固体${}^{4}$ He与小角度晶界连接的各向异性响应，通过研究平行于和垂直于驱动方向的剪切模量。
2016-03-23 cond-mat.other
Pressure-driven flow of solid helium
Kim和Chan最近的扭振子结果表明固体4 He中存在超固态相变。我们已经使用压电驱动的膜片来研究固体氦通过毛细管阵列的流动。我们的测量结果表明没有低温流动的迹象，对压力差的超固体流动进行了严格的限制。在低温下的平均流速小于1.2 × 10 -14 m/s，对应于一个超固体速度至少7个数量级小于从扭转振荡器测量推断的临界速度。
2006-01-09 cond-mat.other
Viscoelastic Behavior of Solid $^4$He
在过去的五年里，几个实验组报告了含有固体$^4$ He的扭转振荡器的周期和振幅与温度的关系的异常。我们通过假设$^4$ He是一种粘弹性固体--一种具有与频率相关的内部摩擦的固体来模拟这些实验。我们发现，虽然我们的模型可以提供一个定量的帐户中观察到的耗散扭转振荡器的实验，它只占约10%的观察到的周期偏移，留下开放的可能性，剩余的周期偏移是由于超流性的样品中的发病。
2008-10-14 cond-mat.other
Vortex Fluid Relaxation Model for Torsional Oscillation Responses of Solid 4He
一个唯象模型的发展，以解释一组新的详细的扭转振子数据的hcp 4 He。该模型是基于安德森的涡流流体（涡缠结）在固体4 He的想法。利用量子化涡旋的动力学的一个很好的研究治疗，我们描述了如何“本地超流分量”参与旋转（扭转振荡）通过极化涡旋纠缠。缠结中的极化出现是由于残余或热涡旋的对齐以及由于额外的涡旋渗透到体积中。两者都以弛豫方式发生，全弛豫时间的倒数τ ^-1是两者之和。其中之一被发现相对于轮辋速度Vac线性变化。所开发的方法解释了实验中观察到的NLRS和Δ Q^-1的行为。我们不仅再现了独特的Vac依赖性，而且还获得了新的信息的旋涡缠结，例如，在τ发散外推T ~ 30 mK。
2009-11-21 cond-mat.other
Effects of $^3$He Impurity on Solid $^4$He Studied by Compound Torsional Oscillator
含$^3$ He杂质固体样品引起的复合扭振子的频移和耗散（$x_3$ = 0.3，3，6，12和25，单位为10 $^{-6}$）在两个谐振模式频率下测量（$f_1$ = 493和$f_2$ = 1164 Hz）。$f_1$模式的分数频移远小于$f_2$模式的分数频移。随着$T$增加到0.3 K以上，观察到的频移继续减小，并且在所有$x_3 \geq$ 3 ppm的样本中，传统的非经典旋转惯性分数并未得到很好的定义。在所有样品中，$f_2$模式的耗散峰值出现的温度高于$f_1$模式的耗散峰值。在所有样品中，$f_1$模式的峰值耗散幅度大于$f_2$模式的峰值耗散幅度。激活能和特征时间（$τ_0$）提取每个样品从模式频率和反向峰值温度之间的Arkriius图。所有样品中的平均活化能为430 mK，在$x_3$ = 0.3至25 ppm的样品中，$τ_0$的范围为2 $\times 10^{-7}$ s至5 $\times 10^{-5}$ s。特征时间与$x_3^{2/3}$成比例增加。所观察到的耗散的温度依赖性与从简单的德拜弛豫模型\emph{if}预期的那些一致，对于每种模式分别调整耗散峰值幅度。观察到的频率偏移大于模型的预期。在较高的频率模式下，观察到的频率偏移和模型频率偏移之间的差异增加。
2011-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.other
A non-superfluid origin of the non-classical rotational inertia in a bulk sample of solid 4He
扭转振荡器实验研究了无序对固体4 He样品的非经典转动惯量（NCRI）的影响。NCRI随着无序度的增加而增加，但导致这种增加的周期变化主要发生在较高的温度下，而在最低温度下，振荡器周期相对不受影响。这一结果与基于超固体情景的预期相反，并指出NCRI的非超流体起源。
2010-06-21 cond-mat.other
Intrinsic and dislocation induced elastic behavior of solid helium
最近的实验表明，固体4 He的剪切模量硬化在相同的温度范围内（低于200 mK），质量去耦和超固体已推断从扭转振荡器测量。这两种现象是明显相关的，晶体缺陷，特别是位错，似乎都参与其中。我们已经研究了退火的影响和固体4 He的弹性性能上施加大的应力的影响，使用声共振和直接的低频和低振幅的测量的剪切模量。退火和应力都会影响剪切模量，正如预期的那样，如果位错是负责的。然而，它是高温模量的影响;低温行为是不变的，似乎反映了固体氦的固有模量。我们解释这种行为的位错钉扎同位素3 He杂质在低温下，所以没有影响的剪切模量。在较高的温度下，它们变得流动并削弱固体。在低温下对晶体施加应力似乎会为位错网络引入新的缺陷或额外的钉扎位点，但这些效应可以通过将晶体加热到500 mK以上来逆转。这与晶体生长过程中产生的位错形成对比，位错仅在接近熔化的温度下退火。
2009-03-06 cond-mat.other
Absence of Pressure-Driven Supersolid Flow at Low Frequency
超固体研究中一个重要的未解决的问题是在Kim和Chan的扭振子实验中观察到的非经典转动惯量（NCRI）现象在多大程度上是具有超流体性质的玻色凝聚超固态的证据。在一个开放的环形几何形状，Kim和Chan发现，固体的一小部分转动惯量是从振荡器的运动解耦;然而，当环被一个分区阻塞，解耦的超固体部分被锁定到振荡器被加速由移动分区产生的AC压力梯度。这些观测结果与超流流体动力学理论是一致的。我们应用低频交流压力梯度，以寻找超流体样的响应在超固体样品。我们的结果是一致的零超固体流动的低频压力梯度。我们的数据集的统计分析的约束，在68%的置信水平，9.6 $\times 10^{-4}$ nm/s的质量传输速度进行的一个可能的超固体流。根据超固体的简单模型，在25 mK下，在相同的置信水平下，超固体分数的上限设定为3.3 $\times 10^{-6}$。这些发现迫使我们得出这样的结论，即在扭振子实验中观察到的NCRI并不是频率无关的超流状态的证据。超固体行为是一种频率依赖性现象，在扭转振荡器实验的频率范围内非常明显，但在接近零的频率下不可检测。
2009-08-27 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Critical velocities and the effect of steady and oscillating rotations on solid He4
我们应用我们最近发展的固体He 4中量子扭折波的玻色凝聚模型来理解最近扭振子实验的临界速度结果以及在0.1 ° K附近的稳态和振荡旋转的影响。当存在直流旋转时，我们发现由$Q^{-1} \propto f_{sf}\times Ω_{D}/ω_{TO}$给出的Q因子减小，其中$f_{sf}$是超流分数，$Ω_{D}$是D. C.角旋转速度，$ω_{TO}$，扭转振荡器振荡频率。我们估计AC临界速度$Ω_A^{crit}$为产生波矢量的扭结波所需的速度$2π/L_d$，其中$L_d$是位错网络节点之间的距离。我们将其推广到包括定常旋转，并找到一个D。C.临界速度$Ω_D^{crit} \propto (Ω_{A}^{crit})^{1/2}$。稳态和振荡的临界速度的估计与实验结果的数量级协议。我们还研究了另一种通过位错网络中节点的扭结隧穿机制，发现扭振子频率也有依赖性：$Ω_D^{crit}=[Ω_A^{crit} ω_{TO}2π]^{1/2}. $ DC临界速度$Ω_D^{crit}$比实验值高10倍。
2011-07-21 cond-mat.other quant-ph
On The Mobile Behavior of Solid $^4$He at High Temperatures
本文报道了在1.07K和1.87K之间的温度下，扭振子中所含的固态氦的研究。我们使用商业纯$^4$ He和含有100 ppm $^3$ He的$^3$ He-$^4$ He混合物在振荡器内生长单晶。晶体生长在恒定的温度和压力下的熔化曲线。在生长结束时，晶体是无序的，随后它们与振荡器部分解耦。解耦的He质量的分数是温度和速度依赖的。在1 K附近，从混合物生长的晶体的解耦质量分数达到约35%的极限值。在低于1.3K的温度下使用商业纯$^4$ He生长的晶体的情况下，该分数要小得多。这种差异可能与在固液界面处的粗糙化转变有关。
2011-02-27 cond-mat.other
Observation of non-classical rotational inertia in bulk solid 4He
在Kim和Chan（KC）最近的扭转振荡器实验中，已经观察到在多孔材料和块状环形通道中的固体4 He的转动惯量的减小。这一观测结果强烈地表明，在固体4 He中存在“非经典转动惯量”（NCRI），即超流。为了研究这种可能的“超固态”相，我们进行扭转振荡器实验的圆柱形固体4 He样品。我们已经观察到两个固体样品（压力P = 4.1和3.0 MPa）的转动惯量低于200 mK的下降。在70 mK下观察到的NCRI分数为0.14%，约为KC在环中观察到的分数的1/3。我们的观察是KC发现的可能的超固体的第一个实验证实。
2006-07-03 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Supersolid behavior in confined geometry
我们已经进行了扭转振荡器（TO）和热容（HC）测量固体4He样品内生长的几何形状，限制了薄（150 μ m）的圆柱形磁盘的氦。与先前报道的Rittner和Reppy的20%非经典转动惯量（NCRI）的值相比，对于类似的限制尺寸，在我们的TO电池中观察到0.9%的NCRI（与在散装样品和嵌入多孔介质的样品中发现的一致）。在这种受限的几何形状中，热容峰与在高结晶质量的块状固体样品中发现的热容峰一致。
2009-04-15 cond-mat.other
Frequency Dependence and Dissipation in the Dynamics of Solid Helium
扭振实验固体4 He显示频率的变化，这表明质量去耦，但发病是广泛的，并伴有耗散峰。我们已经测量了弹性剪切模量在一个广泛的频率范围内，从0.5 Hz至8 kHz，并观察到类似的行为-硬化和耗散峰。这些特征与无序系统中的热激活弛豫过程中的动力学交叉而不是真正的相变相关。如果在直流响应中有一个转变，例如到超固态，它必须发生在低于55 mK。
2010-04-13 cond-mat.other
Momentum deficit in quantum glasses
利用隧穿二能级系统的概念解释了扭振子实验中观察到的无序固体~ 4 He转动惯量的减小。关键点是运动固体中二能级系统的动量亏损这一奇特的量子现象。我们发现，一个不寻常的状态，这是本质上不同于正常和超流固体状态可以实现在量子玻璃。这种状态的特点是在振荡器实验中转动惯量减小，没有超流，以及在稳定旋转中的正常行为。
2009-07-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.other
Probing the Upper Limit of Nonclassical Rotational Inertia
本文研究了在扭转振子中约束对固体4-He非经典转动惯量的影响。对于约100微米宽的环空，NCRI表现出20%的宽最大值。约束于多孔介质或较大几何形状的样品均具有较小的NCRI，大多低于约1%。此外，我们扩展金和陈的阻塞环实验的固体样品与大超固体分数。阻塞环抑制非经典去耦从17.1%低于我们的检测限0.8%。这一结果表明了超固体现象的非局域性。在20 mK，NCRI取决于速度的历史，显示在不同的薄环形细胞的一个封闭的磁滞回线。
2008-07-14 cond-mat.other
Influence of Ortho-H2 Clusters on the Mechanical Properties of Solid Para-H2
用扭振子技术研究了邻位H_2杂质在固体对位H_2中的量子扩散。团聚杂质随温度升高的解团动力学被发现极大地影响振荡的谐振周期。根据实验数据和补充有限元计算中观察到的趋势，我们发现，振荡周期主要反映了固体对施加在其上的微小惯性应力的弹性响应的变化。在高纯H2样品中观察到的100 mK以上的谐振周期的小而突然的增加可能是由于残余的ortho-H2杂质和位错之间的相互作用，而不是超固体向正常固体转变的标志。
2009-08-26 cond-mat.other
Vortex Fluid State below an Onset Temperature T_0 of Solid 4He
详细研究了固态~ 4 He扭转振子响应的交流速度Vac和温度依赖性。发现一个约0.5 K的特征起始温度T0，低于该温度时，样品在32 bar下的能量耗散发生显著的Vac依赖性变化。非经典转动惯量分数NCRIF的Vac依赖性也出现在约T0以下。这个T0值排除了超固体在晶界或其他液体相关起源中的液体超流性的可能解释。在NCRIF中发现log（Vac）线性依赖性。此外，对于40 < Vac < 400 μ m/s，该线性斜率与1/T 2成比例地变化，然后对于更大的Vac，该线性斜率跨越到约1/T。我们讨论了安德森提出的涡旋流体状态的性能高于Tc，低于T0。
2008-02-01 cond-mat.other
Disorder and the Supersolid State of Solid $^4$He
本文报道了对固态$^4$ He高度无序样品的扭振子超固体研究。为了接近固体的无定形或玻璃态，我们通过快速冷冻正相液态$^4$ He来制备样品。整个冷冻过程和随后将样品冷却至1 K以下所需的时间不到2分钟。对于这样的样品观察到的超固体信号非常大，超过整个固体氦转动惯量的20%。这些结果，采取的发现，在我们早期的实验中观察到的小超固体信号的幅度可以减少到一个不可观察的水平，通过退火，强烈地表明，超固态存在的无序或玻璃态的氦和不存在于高品质的固体$^4$ He晶体。
2007-05-23 cond-mat.other
Thermal History of Solid 4He Under Oscillation
本文研究了含固体~ 4 He扭转振子共振频率的热历史。我们发现，发生在100 mK以下的频率偏移的幅度是多值的低温极限，与确切的值取决于如何准备的状态。这一结果可以定性地解释在样品内的量子化涡旋的运动和钉扎。数据的几个方面也与位错线对施加在固体上的振荡应力场的响应一致。
2008-01-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Observation of a Dislocation Related Interfacial Friction Mechanism in Mobile Solid $^4$He
我们报告的温度和应力的摩擦与两个质量的固体$^4$他接触的相对运动的依赖性的研究。在扭转振子（TO）的环形样品空间中，单晶无序化过程中自发地出现了仅通过摩擦耦合的“两个质量”的情况。在TO的振荡壁施加的扭矩下，这些“质量”相对于彼此移动，在它们的界面处产生可测量的耗散。我们研究了从商业纯$^4$ He和从100 ppm的$^3$ He- $^4$ He混合物生长的固体样品在0.5 K和1.8 K之间的这种耗散。通过将TO建模为驱动谐振子来分析数据。在这个模型中，分析的谐振频率和振幅的TO产生的摩擦系数的温度依赖性。通过将数据拟合到特定形式，我们发现在我们的温度范围内，与界面运动相关的主要摩擦机制来自单个位错的攀移。与这种内部摩擦相关的特征能量标度在3 K和6 K之间，取决于样品。该能量的单个值占给定样品的数据的事实支持运动和静态固体之间的界面是良好定向的想法。在这种情况下，固体的相对运动也许可以被描述为“滑-粘”运动的下限。
2015-07-16 cond-mat.other
BCC vs. HCP - The Effect of Crystal Symmetry on the High Temperature Mobility of Solid $^4$He
本文报道了固体$^4$ He在1 K以上的扭振子（TO）实验结果。我们以前已经发现，单晶，一旦无序，显示出一定的流动性（去耦质量），即使在这些相当高的温度。单晶的去耦质量分数通常为20- 30%。在目前的工作中，我们进行了类似的测量多晶固体样品。多晶体的去耦质量要小得多，$\sim$ 1%，与其他小组观察到的相似。特别是，我们比较了与TO的旋转轴在不同的方向相对于重力生长的样品的属性。我们发现体心立方样品的退耦质量分数与旋转轴与重力的夹角无关。相比之下，当旋转轴和重力之间的角度在0和85度之间变化时，hcp样品显示出解耦质量分数的显著差异。固体中的位错动力学为这种各向异性提供了一种可能的解释。
2012-02-07 cond-mat.other
Oscillation Frequency Dependence of Non-Classical Rotation Inertia of Solid $^4$He
用双共振扭振子研究了全同圆柱固体$^4$ He在496和1173 Hz下的非经典转动惯量。在35 mK以下，在足够低的边缘速度下，该分数是相同的。高于35 mK时，高模的比例大于低模。较低模式的耗散峰出现在比较高模式的耗散峰低4 mK的温度$\sim$处。两种模式的驱动依赖性表明，分数的减少是由临界速度，\textit{not}振幅或加速度。
2007-05-07 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Stress- and temperature-dependent hysteresis in shear modulus of solid helium
固体~ 4 He的剪切模量在200 mK以下出现异常的增大，其特征与扭振子实验中的周期减小现象有着显著的相似性。系统地研究了低温下剪切模量随驱动应变和温度的变化规律。滞后行为强烈依赖于驱动和冷却历史，这可以与热辅助Granato-Lucke位错理论。剪切模量的相图的基础上，新兴的滞回性能。
2013-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other quant-ph
The Anomalous Behavior of Solid $^{4}$He in Porous Vycor Glass
利用双模复合扭振子研究了多孔Vycor玻璃中固态$^4$ He的低温性质。在低温下，我们发现的固体的周期移位信号类似于金和陈\cite{ref1}，这是当时采取的超固态氦相的证据。超固体的性质类似于传统的超流体，超流体的行为与频率无关，在两个不同的模式周期观察到的超流体信号的比率将仅取决于模式周期的灵敏度的比率，以质量负载。在Vycor的氦研究的情况下，人们可以比较在常规超流膜中观察到的周期偏移信号与在相同Vycor样品中获得的超固体信号。我们发现，与我们自己的预期相反，观察到的固体显示的信号显着的周期依赖性的情况下没有看到的超流膜。这个令人惊讶的结果表明，固态$^4$ He在Vycor中的低温响应比以前假设的要复杂得多，不能被认为是一种简单的超流体。
2012-04-26 cond-mat.other
Annealing in solid $^4$He
我们用一个共振频率为185 Hz的方形截面扭转振子来证实Kim和Chan \cite{1,2}发现的非经典转动惯量。我们还发现了一个强相关的NCRI信号和高耗散Q $^{-1}$的4 $\times$ 10 $^{-6}$以上的转变温度的振荡。在这里，我们展示了在26 bar压力下在$^{4}$ He中退火过程的初步结果。当保持温度恒定在1 K以上时，我们观察到周期立即上升，耗散缓慢衰减。Q $^{-1}$的平衡值随温度的升高而降低。
2007-05-24 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Search for Superfluidity in Solid Hydrogen
为了寻找超流性的证据，对固体仲氢进行了低至20 mK的扭振子研究。这项工作的灵感来自于对固体He-4中超固相的观察。我们发现了一个可能的相变的证据，其标志是突然增加的谐振振荡周期和发病的非常长的弛豫时间的温度升高到60 mK以上。仲氢的周期变化与固体He-4不同，它与超流性无关，因为它没有通过一个关键的测试，表明它不是无旋流动的结果。观察到的长弛豫时间表明，该效应与固体中残余正氢分子的运动有关。
2006-10-09 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
NMR Investigation of the Low Temperature Dynamics of solid 4He doped with 3He impurities
固体4 He的晶格动力学已被探索使用脉冲NMR方法来研究3 He杂质的运动的温度范围内，实验已经揭示了异常归因于超流或意想不到的粘弹性固体4 He晶格。我们报告的测量结果的核自旋晶格和自旋自旋弛豫时间，分别测量在高和低频率的波动谱，3 He的运动，结果从量子隧穿在4 He矩阵。测量针对3 He浓度16<x_3<2000 ppm进行。对于3 He浓度x_3 = 16 ppm和24 ppm，在接近扭转振子响应和剪切模量测量中观察到异常的温度下，观察到自旋-晶格弛豫时间T_1和自旋-自旋弛豫时间T_2的大变化。这些变化的NMR弛豫速率没有观察到更高的3 He浓度。
2013-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Zero-temperature phase diagram of the second layer of $^{\bf 4}$He adsorbed on graphene
用扩散蒙特卡罗方法计算了$^4$ He吸附在石墨烯片上的氦无公度三角形固体上的零温相图。我们已经发现，根据以前的实验和模拟结果的石墨，基态的$^4$他在这个设置是一个液体，压缩时，转化为一个三角形的固体。为了确定液相和固相的稳定极限，我们不仅考虑了位于第二层上的原子的吸附能，而且考虑了两层中原子的平均能量。我们的结果表明，第二层中稳定液体的密度下限为0.163 $\pm$ 0.005 $^{-2}$，第二层中存在无公度固体的密度下限为0.186 $\pm$ 0.003 $^{-2}$。这两个值与扭转振荡器实验和石墨热容测量的结果总体上是一致的。4/7和7/12注册固体被发现是亚稳态相对于三角形的无公度安排相同的密度。
2012-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Defects and glassy dynamics in solid He-4: Perspectives and current status
我们回顾了固体He-4在低温下的反常行为，特别注意固体中存在的结构缺陷的作用。讨论围绕两个层次的系统和结构的玻璃成分诱导观察到的异常可能的作用。我们建议，玻璃态行为的起源是由于动态的缺陷，如在He-4中形成的位错。在发达的框架内的玻璃组分在固体中，我们给出了一个总结的结果和预测的影响，包括机械，热力学，粘弹性，和电弹性贡献的玻璃响应固体He-4。我们提出的固态He-4的玻璃模型有几个含义：（1）He-4的反常性质可以通过允许缺陷在最低温度下冻结来解释。固体He-4的动力学由玻璃状（玻璃状）弛豫过程和弛豫时间的分布不同的扭转振子，剪切模量，和介电函数实验之间的显着变化。(2)任何缺陷冻结将伴随着与来自缺陷的熵贡献一致的热力学特征。由此可见，这种熵的贡献比所需的超流分数小得多，但它足以解释最低温度下的过剩熵。(3)我们预测的旋转和平面剪切的响应函数的实部和虚部之间的科尔-科尔型的关系是由于动态的缺陷。类似的结果适用于其他响应函数。(4)利用玻璃态动力学的框架，我们预测低频尚未被测量的电弹性功能，在缺陷丰富的He-4晶体。这些预测使人们能够直接测试的想法和非常存在的玻璃贡献，在He-4。
2012-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
